JP4875500B2 - タンデム型トロコイドポンプ及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両の内燃機関に適用され、該内燃機関における摺動部などに潤滑油を供給するタンデム型トロコイドポンプ及びその組立方法に関する。

例えば車両の内燃機関に適用される従来のタンデム型トロコイドポンプとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

このタンデム型トロコイドポンプは、有底円筒状に形成されたポンプボディ内に、第１のポンプを構成する第１ポンプ要素と、該第１ポンプ要素に対して位相をずらして配置された第２のポンプを構成する第２ポンプ要素と、前記各ポンプ要素間を仕切るための円環状の仕切部材と、ポンプボディ内に摺動自在に支持され、前記両ポンプ要素及び仕切部材に貫通して両ポンプ要素のインナーロータに駆動力を伝達する駆動軸と、を備え、内燃機関から伝達された駆動力によって駆動軸が回転駆動されることにより、前記各ポンプ要素がポンプ作用を行うようになっている。

前記駆動軸の外周部には、いわゆる二面幅である一対の切欠部が、軸中心から径方向へ等間隔の位置に軸方向へ沿って平行に切欠形成されている一方、前記各ポンプ要素の第１、第２インナーロータの中央位置には、前記駆動軸の外形に対応する一対の係止部を有する第１、第２係合孔が軸方向へ沿って貫通形成され、該各インナーロータと駆動軸とは相対回転不能に結合されている。

そして、前記各インナーロータは、互いに同一形状に形成されていると共に、前記各係止部の回転方向の角度位置が互いに所定量ずらして設定され、組み付けの際にこれらのインナーロータを駆動軸に対して互いに表裏反対となるように組み付けることによって、前述のような両ポンプ要素間の回転位相差をつくり出している。
特開２００１−２４１３９１号公報

しかしながら、前記従来のタンデム型トロコイドポンプにあっては、前記第１、第２インナーロータが、互いに同一形状に形成され、第１、第２係合孔が軸方向へ沿って貫通形成されていることから、該各ロータは駆動軸に対して一側面及び他側面のいずれの方向からも組み付け可能となっている。

このため、組立作業者が誤って同側面が揃うように組み付けてしまった場合、つまり一方のロータを裏返して組み付けることを行わなかった場合には、前記両ポンプ要素間の吐出周期に位相差が、なくなってしまう、或いは設定値よりも小さくなってしまうという問題があった。

この結果、前記両ポンプ要素間における吐出圧の脈圧低減効果が得られず、該各ポンプ要素の吐出圧の脈圧が増幅されて過大となってしまい、これに起因して騒音の発生や補器類の破損などを招来してしまうおそれがあった。

本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、ほぼ同一形状となる一対のインナーロータを使用しつつも、組立作業者の誤組み付けを確実に防止し得るタンデム型トロコイドポンプを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、内部にロータ収容室を有するポンプボディと、外周側に複数の外歯を有するインナーロータと内周側に前記各外歯に噛合する内歯を有するアウターロータを備え、それぞれ前記ロータ収容室内に軸方向へ沿って直列に収容配置された第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素と、該第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素の軸方向間を仕切る仕切部材と、前記ロータ収容室を閉塞すると共に、前記第２ポンプ要素の一側面に摺接するカバー部材と、前記第１、第２ポンプ要素の前記両インナーロータに貫通形成された挿通孔に挿通結合され、前記第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素をそれぞれ回転駆動する駆動軸と、を備え、前記駆動軸は、一端部に形成されて、前記ポンプボディに回転自在に支持された小径部と、該小径部の端縁から段差状に拡径され、前記カバー部材に回転自在に支持された大径部と、を有し、
前記大径部は、前記仕切部材に貫通形成された挿通孔に若干の隙間を介して嵌挿されていると共に、一端縁から他端側に向かって軸方向の所定範囲の外周面に形成された凹状の非円形部と、該非円形部よりも他端側に形成された円形部と、該円形部と前記非円形部との間に形成された段差部と、を有し、前記各インナーロータのうち、少なくとも一方のインナーロータは、前記挿通孔の軸方向一端側に形成されて前記駆動軸の非円形部に嵌合する第１嵌合部と、該第１嵌合部に隣接して形成されて、前記駆動軸に対して前記非円形部側から前記円形部に嵌合する第２嵌合部と、該第２嵌合部と前記第１嵌合部との間に形成されて、前記駆動軸への嵌挿時に前記段差部に対向する段差面と、を有することを特徴としている。

この発明によれば、前記駆動軸の軸方向一端側に結合されるインナーロータが表裏反対に前記第１嵌合部側から駆動軸に嵌挿された場合には、前記第１嵌合部の開口端縁が前記段差部に当接することによってそれ以上の軸方向他端側への移動が規制される。このため、その後、前記駆動軸の一端側に前記仕切部材及び他方のインナーロータを組み付けた際に、前記他方のインナーロータの軸方向他端側が、前記一方のインナーロータの前記第２嵌合部及び段差面の軸方向長さの分だけ前記ロータ収容室の開口部外側へ突出してしまい、前記カバー部材によって前記ロータ収容室を閉塞することができない。

これによって、ポンプの組立作業者は、前記一方のインナーロータの組み付け方向が誤っていることを認識することができ、従来技術のような前記第１ポンプ要素と前記第２ポンプ要素との間に適正な回転位相差を有しない不良品の発生が確実に防止される。

請求項２に記載の発明は、前記駆動軸の段差部と前記インナーロータの段差面との間には軸方向隙間が設けられたことを特徴としている。

この発明によれば、前記駆動軸の段差部と前記インナーロータの段差面との間に軸方向隙間を設けたことによって、該段差部あるいは前記段差面の加工精度が低い場合であっても、前記駆動軸の軸方向一端側に結合されるインナーロータを駆動軸に対して適正な軸方向位置に確実に組み付けることができるため、前記加工精度に起因した不良品の発生を招来することがなく、製品の歩留まりの悪化を抑制できる。

請求項３に記載の発明は、前記他方のインナーロータの挿通孔は、軸方向他端部まで延設された前記円形部に対して前記非円形部側から嵌挿可能な横断面円形状に形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、前記両インナーロータを前記駆動軸の一端側から一方向に組み付け可能となるため、前記ポンプ組み付け時における組み付け作業性の向上が図れる。

請求項４に記載の発明は、前記段差部は、前記非円形部側から前記円形部側へ向かって上り傾斜するテーパ状に形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、前記他方のインナーロータを前記駆動軸の軸方向一端側から嵌挿する際に、該他方のインナーロータは前記テーパにならって前記非円形部から前記円形部へ容易に嵌挿されるために、ポンプの組み付け作業性のさらなる向上が図れる。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載のタンデム型オイルポンプを組み立てる組立方法であって、前記ポンプボディのロータ収容室内に、前記第１ポンプ要素を前記第１嵌合部側から収容配置する第１工程と、前記第２ポンプ要素を、前記駆動軸の軸方向一端側から他端側へ嵌挿すると共に、前記非円形部を基準として所定の角度位置に固定する第２工程と、前記第１工程の後又は前記第２工程の後に、前記仕切部材を前記ロータ収容室内に嵌着させる第３工程と、軸方向他端側に前記第２ポンプ要素が固定された前記駆動軸の軸方向一端側を、前記仕切部材を介して前記第１ポンプ要素のインナーロータの挿通孔に挿入すると共に前記駆動軸の非円形部を前記第１ポンプ要素のインナーロータの第１嵌合部に嵌合させることにより、該駆動軸と共に前記第２ポンプ要素を前記ロータ収容室内に収容する第４工程と、前記第２ポンプ要素が前記ロータ収容室の開口部外側へ突出していないことを確認した後、前記ポンプボディと前記カバー部材とを結合し、該カバー部材によって前記ロータ収容室を閉塞する第５工程と、を有することを特徴としている。

この発明によれば、前記第５工程において、前記第２ポンプ要素が前記ロータ収容室の開口部外側へ突出しているか否かにより、前記駆動軸に対する前記第１ポンプ要素のインナーロータの組み付け面が適正か否かを判別することができるため、前記第１ポンプ要素のインナーロータが誤組み付けされた不良品の発生を確実に防止することができる。

しかも、前記第１工程から前記第４工程までは単なる挿入作業となっていることから、前記駆動軸に対する前記第１ポンプ要素のインナーロータの組み付け面を誤っていた場合であっても、直ちに前記第１工程に戻って前記第１ポンプ要素のインナーロータを再組み付けすることにより、前記誤組み付けを是正することができるため、作業性低下の抑制が図れると共に、ポンプの歩留まりの悪化をも抑制できる。

以下、本発明に係るタンデム型トロコイドポンプ及びその組立方法の実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施の形態は、このタンデム型トロコイドポンプを車両のエンジンオイル用ポンプに適用したものを示している。

図１〜図１４は本発明の第１の実施の形態を示し、このタンデム型トロコイドポンプは、図１及び図３に示すように、有底円筒状のポンプボディ１と、該ポンプボディ１の開口端部を閉塞するカバー部材２と、前記ポンプボディ１とカバー部材２によって回転自在に支持された駆動軸３と、該駆動軸３の先端部に取り付けられて、図外のベルトあるいはチェーンを介して内燃機関の動力を駆動軸３に伝達する外接ギヤ４と、前記駆動軸３に貫通状態に結合されて、該駆動軸３の駆動力によって回転駆動される第１ポンプ要素５及び第２ポンプ要素６と、該第１ポンプ要素５と第２ポンプ要素６の間を仕切ることによって前記各ポンプ要素５，６の独立したポンプ作用を可能にする仕切部材７と、を備え、四本のボルト２０を介してエンジンのシリンダブロック８に固定されている。

前記ポンプボディ１は、図４に示すように、内部空間であるロータ収容室１１を有し、該ロータ収容室１１内には、前記各ポンプ要素５，６及び仕切部材７がそれぞれ収容されている。そして、ポンプボディ１の底壁のほぼ中央位置に突設された凸部には軸受孔１ａが貫通形成されて、該軸受孔１ａによって駆動軸３の一端側が回転自在に支持されている。

また、前記ポンプボディ１の底壁には、前記軸受孔１ａに対して互いに点対称となる位置に、前記ロータ収容室１１内にオイルを給排する吸入口１２及び吐出口１３が軸方向に沿って貫通形成されており、これらはシリンダブロック８内の図外の油路にそれぞれ接続されている。なお、前記吸入口１２は、前記油路を介してオイルが貯留された図外のオイルパンに連通している一方、前記吐出口１３は、図外の油路及びオイルフィルタを介してエンジン内の潤滑部位や油圧作動機器などに連通している。

さらに、前記ポンプボディ１の内底面には、前記吸入口１２の軸受孔１ａ側の近傍に、前記吸入口１２とロータ収容室１１とを連通する凹状の吸入ポート１２ａが切欠形成されている一方、前記吐出口１３の軸受孔１ａ側の近傍にも、該軸受孔１ａに対して前記吸入ポート１２ａと対称の形状に形成されて、前記吐出口１３とロータ収容室１１とを連通する凹状の吐出ポート１３ａが切欠形成されている。

また、前記ポンプボディ１の内周壁には、前記ロータ収容室１１の外周側に、吸入側及び吐出側の油路をそれぞれ構成する吸入通路１２ｂ及び吐出通路１３ｂが設けられている。すなわち、この吸入通路１２ｂ及び吐出通路１３ｂは、前記吸入口１２及び吐出口１３と前記吸入ポート１２ａ及び吐出ポート１３ａとがそれぞれ駆動軸３の軸方向に沿ってロータ収容室１１の開口端側へ貫通形成されている。

なお、前記ポンプボディ１における前記ロータ収容室１１の外周側には、前記各ボルト２０が挿通する四つのボルト挿通孔１ｂがそれぞれ軸方向に沿って貫通形成されている。

前記カバー部材２は、図１及び図３に示すように、ほぼ中央位置に外方へ突設された凸部に軸受孔２ａが軸方向に沿って貫通形成され、該軸受孔２ａによって駆動軸３の他端側が回転自在に支持されている。また、このカバー部材２には、前記吸入通路１２ｂ及び吐出通路１３ｂを介して前記吸入口１２及び吐出口１３と連通する吸入ポート１２ｃ及び吐出ポート１３ｃが設けられている。

さらに、前記カバー部材２における前記ポンプボディ１のボルト挿通孔１ｂと対向する位置には、図３に示すように、該ボルト挿通孔１ｂとほぼ同径の四つの取付孔２ｂがそれぞれ穿設されている。

前記駆動軸３は、図１及び図３に示すように、一端部に形成された小径部３ａと、該小径部３ａの他端縁から段差状に拡径されて、駆動軸３の他端まで同じ外径に形成された大径部３ｂと、を有している。そして、この駆動軸３は、前記小径部３ａがポンプボディ１の軸受孔１ａに嵌挿され、前記大径部３ｂの他端部がカバー部材２の軸受孔２ａに挿通されることによって回転自在に支持されている。

前記大径部３ｂは、該大径部３ｂの一端縁から他端側へ向かって軸方向の所定範囲に形成された非円形部２１と、該非円形部２１よりも他端側の円形部２２と、から構成されている。

前記非円形部２１は、図１〜図３に示すように、いわゆる二面幅であって、前記円形部２２の外周面に対して凹状となり、軸心に対して対称かつ軸方向へ沿って平行に切欠形成された一対の平面部２１ａ，２１ａと、該各平面部２１ａ，２１ａの周方向間に残存する一対の円弧面部２１ｂ，２１ｂと、を有している。そして、前記各平面部２１ａ，２１ａの軸方向長さＬは、図１及び図２に示すように、後述する第１インナーロータ１４の厚さ幅Ｄよりも小さく設定されている。

また、前記非円形部２１は、図７に示すように、前記駆動軸３から回転トルクを受ける位置、つまり前記各平面部２１ａ，２１ａにおける回転方向反対側の端縁２１ｃ，２１ｃが、対向する外歯１４ａ，１４ａの歯先中心を結んだ線Ｘのほぼ線上となる第１インナーロータ１４の最肉厚部に位置するように形成されている。これにより、駆動軸３の回転トルクによって第１インナーロータ１４に作用する応力の低減化が図られている。

さらに、前記各平面部２１ａ，２１ａと前記円形部２２との間には、図１〜図３に示すように、一対の段差部２３，２３がそれぞれ形成されている。この各段差部２３，２３は、前記各平面部２１ａ，２１ａ側から前記円形部２２側へ向かって上り傾斜となるテーパ状に形成されている。このテーパ角度θは、前記平面部２１ａを基準（０°）として１５°〜３５°の範囲が望ましく、本実施の形態においては、前記テーパ角度θが３５°に設定されている。

また、前記駆動軸３は、図１及び図３に示すように、他端部に前記外接ギヤ４が圧入により固定されていて、この外接ギヤ４を介して伝達された動力によって前記第１ポンプ要素５及び第２ポンプ要素６を駆動するようになっている。なお、前記外接ギヤ４は、図６に示すように、エンジンのクランクシャフト９に固定されたクランクギヤ１０を介して伝達された動力を駆動軸３へ伝達するようになっている。

前記第１ポンプ要素５及び第２ポンプ要素６は、図１及び〜図３に示すように、第１インナーロータ１４及び第２インナーロータ１７と、第１アウターロータ１５及び第２アウターロータ１８と、によってそれぞれ構成された内接形歯車である。なお、前記第１ポンプ要素５は、前記ロータ収容室１１の底部側（図３中右側）に収容配置され、前記第２ポンプ要素６は、ロータ収容室１１の開口端側（図３中左側）に収容配置されている。

前記各インナーロータ１４，１７は、図７〜図９に示すように、外周側にトロコイド曲線からなる四つの外歯１４ａ，１７ａをそれぞれ有し、ほぼ中央位置に軸方向へ沿ってそれぞれ貫通形成された挿通孔１４ｂ，１７ｂを介して前記駆動軸３に固定されて、該駆動軸３と一体に同回転可能に設けられている。すなわち、これらのインナーロータ１４，１７は、同一の外形形状を有し、前記各挿通孔１４ｂ，１７ｂの内部形状のみが異なっている。

前記第１インナーロータ１４は、図１〜図３に示すように、前記駆動軸３に対して前記非円形部２１と円形部２２に軸方向へ跨って配置されており、該第１インナーロータ１４の挿通孔１４ｂは、軸方向一端側に形成されて、前記駆動軸３の非円形部２１に嵌合する第１嵌合部２４と、該第１嵌合部２４に隣接する他端側に形成されて、駆動軸３の円形部２２に嵌合する第２嵌合部２５と、該第２嵌合部２５と前記第１嵌合部２４との軸方向間に形成されて、前記各段差部２３，２３に対向する段差面２６と、を有している。

前記第１嵌合部２４は、前記駆動軸３の非円形部２１に対応する形状に形成され、前記非円形部２１の各平面部２１ａ，２１ａに係合する一対の平面部２４ａ，２４ａと、非円形部２１の各円弧面部２１ｂ，２１ｂに係合する一対の円弧面部２４ｂ，２４ｂと、をそれぞれ有し、前記駆動軸３の非円形部２１に対して僅かな隙間をもって嵌合するように形成されている。

なお、前記第１嵌合部２４の各平面部２４ａ，２４ａと前記非円形部２１の各平面部２１ａ，２１ａとのクリアランスは径方向全体で約０．４ｍｍ以下に、該第１嵌合部２４の各円弧面部２４ｂ，２４ｂと前記非円形部２１の各円弧面部２１ｂ，２１ｂとのクリアランスは径方向全体で約０．１ｍｍ以下に、それぞれ設定されている。

前記各平面部２４ａ，２４ａは、図２に示すように、円形状の内周面の一部が径方向内側へ凸状に形成されて軸方向に沿って延設された平面であり、この軸方向長さＬ２は、前記駆動軸３の非円形部２１における各平面部２１ａ，２１ａの軸方向長さＬ３よりもそれぞれ若干小さく設定されている。なお、前記各円弧面部２４ｂ，２４ｂは、前記第２嵌合部２５に対して軸方向へ段差なく連続する円弧面である。

前記第２嵌合部２５は、前記駆動軸３の円形部２２の外径Ｒよりも僅かに大きい内径ｒを有する横断面円形状に形成され、この軸方向長さＬ４は、前記駆動軸３の円形部２２の軸方向長さＬ５よりもそれぞれ若干大きく設定されている。

前記段差面２６は、前記駆動軸３のテーパ状の段差部２３に対してほぼ平行となる軸方向傾斜状に形成されている。そして、この段差面２６は、前記両嵌合部２４，２５の軸方向長さＬ２，Ｌ４が前述のように設定されることにより、前記第１インナーロータ１４を駆動軸３に嵌挿した際に、該段差面２６と駆動軸３の段差部２３との間に軸方向隙間Ｃが形成されるようになっている。

なお、この軸方向隙間Ｃは、１ｍｍ以下の微小隙間に設定されると共に、駆動軸３に対する第１インナーロータ１４の嵌挿時において、駆動軸３の段差部２３に対する第１インナーロータ１４の段差面２６の接触を確実に防止し得る程度の大きさに設定されている。

一方、前記第２インナーロータ１７の挿通孔１７ｂは、図１及び図３に示すように、前記駆動軸３の外径Ｒよりも僅かに小さい内径を有し、該駆動軸３の円形部２２における軸方向の所定位置に圧入によって固定されている。これにより、前記駆動軸３が前記外接ギヤ４を介してスラスト方向の荷重を受けた場合に、前記カバー部材２及び前記仕切部材７によって挟持状態に配置された第２インナーロータ１７が駆動軸３の軸方向の移動を規制するようになっている。

前記各アウターロータ１５，１８は、前記ロータ収容室１１内にそれぞれ摺動回転自在に収容配置されていて、図７〜図９に示すように、内周側に前記各インナーロータ１４，１７の外歯１４ａ，１７ａよりも一つ多い五つの内歯１５ａ，１８ａがそれぞれ形成されて、該内歯１５ａ，１８ａが前記各インナーロータ１４，１７の外歯１４ａ，１７ａに噛合するようになっている。

そして、前記各インナーロータ１４，１７の外歯１４ａ，１７ａと前記各アウターロータ１５，１８の内歯１５ａ，１８ａと間には複数の第１ポンプ室１６及び第２ポンプ室１９がそれぞれ形成され、各インナーロータ１４，１７の回転に伴って各アウターロータ１５，１８がそれぞれ偏心回転することにより、前記各ポンプ室１６，１９の容積が増減し、これによって連続的にオイルを吸入及び吐出してポンプ作用を行うようになっている。

また、前記各インナーロータ１４，１７は、図９に示すように、互いに回転方向に４５°（１／２歯分）位相がずれた状態で駆動軸３に固定されている。すなわち、前記各インナーロータ１４，１７の回転角度によって前記各ポンプ室１６，１９の容積がそれぞれ連続的に変化する前記タンデム型トロコイドポンプの脈圧Ｐが、図１０に示すように、第１ポンプ要素５の脈圧Ｐ１と第２ポンプ要素６の脈圧Ｐ２とが互いに打ち消し合った合成脈圧となるように設定されている。

前記仕切部材７は、図３及び図１１に示すように、ほぼ円環状に形成されて、外周面が前記ロータ収容室１１の内周面によって保持されていると共に、ほぼ中央位置には、中心位置よりも若干下方に偏心した挿通孔７ａが貫通形成され、該挿通孔７ａを介して前記駆動軸３に若干の隙間を有して嵌挿されている。そして、この仕切部材７によって前記各ポンプ要素５，６間を隔成することにより、該各ポンプ要素５，６が独立してポンプ作用を行えるようになっている。

また、前記仕切部材７は、図１、図１１及び図１２に示すように、前記挿通孔７ａの外周側（図１１中の左右両側）に、前記吸入通路１２ｂ及び吐出通路１３ｂ側にそれぞれ開口する凹状の吸入用切欠溝７ｂ及び吐出用切欠溝７ｃが切欠形成されていると共に、この吸入用切欠溝７ｂ及び吐出用切欠溝７ｃは、前記第１ポンプ要素５側と第２ポンプ要素６側の両面に設けられている。

これによって、前記各ポンプ要素５，６は、前記ポンプボディ１の内底面に形成された吸入ポート１２ａ及び前記カバー部材２の内側面に形成された吸入ポート１２ｃと共に、両面側からオイルを吸入することができるようになっており、吐出側についても同様のことがいえる。

さらに、前記仕切部材７は、図３、図１１及び図１２に示すように、外周側に凸状の係合突部７ｄが突設されていて、該係合突部７ｄが前記ロータ収容室１１の内周面に開口端から軸方向へ沿って切欠形成された係合溝１１ａに係合することにより、前記各ポンプ要素５，６の回転に伴う仕切部材７の連れ回りが防止され、前述の吸入用切欠溝７ｂ及び吐出用切欠溝７ｃの機能が確保されている。

以下、前記タンデム型トロコイドポンプの組み付け方法について、図１３に基づいて説明する。

まず、第１工程として、図１３（ａ）に示すように、前記第１インナーロータ１４と第１アウターロータ１５とを組み合わせ、この組み合わせた第１ポンプ要素５を前記第１嵌合部２４側から前記ロータ収容室１１内に挿入配置する。

次に、第２工程として、前記第２インナーロータ１７を前記駆動軸３の小径部３ａ側から大径部３ｂの所定位置まで圧入すると共に、駆動軸３の各平面部２１ａ，２１ａを基準として所定の角度位置に固定し、この状態で第２アウターロータ１８を第２インナーロータ１７に組み合わせる。

続いて、第３工程として、前記仕切部材７を一側面側（前記係合突部７ｄが形成されていない側の側面）からロータ収容室１１内に嵌挿し、前記係合突部７ｄを前記係合溝１１ａに係合させつつ、仕切部材７の一側面が前記第１ポンプ要素５に当接するまで仕切部材７を前記係合溝１１ａに沿って押し込むことにより、該仕切部材７をロータ収容室１１内に収容配置する。

その後、第４工程として、駆動軸３を前記小径部３ａ側からロータ収容室１１内に挿入して、該小径部３ａを仕切部材７の挿通孔７ａに挿通させる。さらに、この駆動軸３をポンプボディ１の底部側へと押し進めて、大径部３ｂの円形部２２を仕切部材７の挿通孔７ａに挿通させつつ、該大径部３ｂの非円形部２１を第１インナーロータ１４の挿通孔１４ｂの第１嵌合部２４に嵌合させ、前記小径部３ａを軸受孔１ａに挿入することにより、駆動軸３と共に第２ポンプ要素６をロータ収容室１１内に収容する。

そして、第５工程として、前記カバー部材２に前記軸受孔２ａを介して駆動軸３の大径部３ｂの他端側を挿通させつつ、該カバー部材２によってロータ収容室１１を封止する。カバー部材２の内側面がポンプボディ１の開口端面から離間していないことを確認した後、前記各ボルト２０をカバー部材２の各取付孔２ｂを介してポンプボディ１の各ボルト挿通孔１ｂに挿通させて締め込むことにより、ポンプボディ１とカバー部材２とを結合する。

最後に、図１３（ｂ）に示すように、駆動軸３の大径部３ｂの他端部に前記外接ギヤ４を圧入によって固定することにより、図１３（ｃ）に示すように、前記タンデム型トロコイドポンプの組み付け完了となる。

なお、前記第５工程において、ポンプボディ１の開口端面とカバー部材２の内側面との間に所定の隙間を有している場合には、第１インナーロータ１４の誤組み付けの可能性が高いため、前記第１工程まで戻って第１インナーロータ１４を裏返して前記第５工程まで再度組み付けを行い、前記隙間が解消されていることを確認した後、そのまま最終工程まで組み付けを行う。

以上のように、前記タンデム型トロコイドポンプは、前記駆動軸３における第１インナーロータ１４の取付位置を軸方向に沿って段差状となる前記非円形部２１及び円形部２２からなる異形に形成すると共に、第１インナーロータ１４の挿通孔１４ｂの内部形状を前述の異形な取付部に嵌合し得る形状に形成したために、駆動軸３に対して第１インナーロータ１４を所定の側面からのみ組み付け可能とすることができ、該第１インナーロータ１４を適正な状態に確実に組み付けることができる。

言い換えれば、前記第１インナーロータ１４を誤って前記第２嵌合部２５側からロータ収容室１１に挿入配置して、該第１インナーロータ１４を駆動軸３に対して不適正な側面から組み付けようとした場合には、図１４に示すように、第１インナーロータ１４は、駆動軸３の段差部２３によって軸方向の移動が規制され、駆動軸３に対して適正な軸方向位置まで挿入されないようになっている。

これにより、組立作業者が第１インナーロータ１４の組み付け面を誤っていることに気づかずにこのまま組立作業を進めてしまった場合であっても、前記第４工程終了時において、前記第２嵌合部２５及び段差面２６の総厚さ幅ｄだけ前記第２ポンプ要素６の他端部がロータ収容室１１の開口部外側へ突出してしまい、前記カバー部材２によってロータ収容室１１を封止することができないために、ポンプの組立を完了する前に第１インナーロータ１４の組み付け不良を発見することが可能となっている。

この結果、万が一、ポンプの組立作業者が駆動軸３に対する第１インナーロータ１４の組み付け面の表裏を誤ってしまっても、組み立て工程の途中で組み付け不良を確認でき、該組み付け不良を直ちに是正することができるため、組み付け不良品、すなわち両インナーロータ１４，１７間に適正な回転位相差を有しないポンプの工場外への流出を確実に防止することができる。

しかも、前述の構成により、組立作業者は、単に挿入するだけの作業からなる第４工程の終了時に、換言すれば、カバー部材２を各ボルト２０によってポンプボディ１に固定するなどの比較的大がかりな作業となる第５工程の前に前記第１インナーロータ１４の誤組み付けを発見することができるため、該第１インナーロータ１４の再組み付けを容易に行うことができ、この再組み付けによる作業工数の増大化を抑制することができる。

また、前記第２インナーロータ１７の挿通孔１７ｂを円形状に形成したことにより、該第２インナーロータ１７を外接ギヤ４と共に駆動軸３の小径部３ａ側からの組み付けることが可能となるため、カバー部材２の軸受孔２ａによって軸受される前記大径部３ｂの他端側を第２インナーロータ１７の圧入によって損傷させるおそれがない。これによって、前記損傷に起因する外接ギヤ４の倒れや、駆動軸３の他端部の焼き付き及びオイルの漏出を防止することができると共に、外接ギヤ４及び両インナーロータ１４，１７を駆動軸３に対して全て一方向から組み付けることが可能となることから、ポンプの組み付け作業性の向上も図れる。

しかも、前記段差部２３をテーパ状に形成したことにより、外接ギヤ４及び第２インナーロータ１７の圧入作業の際、該第２インナーロータ１７を前記テーパに沿って容易に圧入することができることから、ポンプの組み付け作業性のさらなる向上が図れる。

したがって、この実施の形態によれば、前記駆動軸３に対する第１インナーロータ１４の適正な組み付けを、所定の側面からの組み付け、つまり前記第２嵌合部２５側からの組み付けのみを許容する構造とし、該第１インナーロータ１４の誤組み付けが生じた場合には物理的にポンプを組み立てることができないようにしたため、第１インナーロータ１４の誤組み付けに基づく組み付け不良品の発生が確実に防止される。

また、前記駆動軸３と第１インナーロータ１４との結合時において、第１インナーロータ１４の段差面２６と駆動軸３の段差部２３との間に前記軸方向隙間Ｃを形成するようにしたために、駆動軸３の非円形部２１及び円形部２２の軸方向の加工精度と第１インナーロータ１４の挿通孔１４ｂにおける第１、第２嵌合部２４，２５の軸方向の加工精度との間に累積公差が生じても、駆動軸３に対して第１インナーロータ１４を適正な軸方向位置まで確実に組み付けることができる。これにより、前記累積公差に起因したポンプの組み付け不良の発生を確実に防止することができ、製品の歩留まりの悪化が抑制される。

図１５は、本発明の第２の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における前記第２インナーロータ１７の固定手段を変更したものであって、該第２インナーロータ１７を、ピン２７を介して駆動軸３に係止固定したものである。

すなわち、前記第２インナーロータ１７は、挿通孔１７ｂの内径が前記駆動軸３の大径部３ｂの外径Ｒよりも僅かに大きく形成され、該挿通孔１７ｂの一側面には、この挿通孔１７ｂの中心から径方向に沿って一対のピン係合溝２８，２８が切欠形成されている。

一方、前記駆動軸３は、前記第２インナーロータ１７の取付部における軸方向範囲の一端部に、前記ピン２７が挿通されるピン挿通孔２９が径方向に沿って軸心を通過するように貫通形成されている。

これにより、第２インナーロータ１７は、駆動軸３の前記ピン挿通孔２９に挿通されたピン２７がこの挿通孔２９を含めた前記両ピン係合溝２８，２８に係合することによって駆動軸３に係止固定されて、前記ピン２７によって軸方向及び回転方向の移動が規制されている。

なお、前記第２インナーロータ１７を駆動軸３に組み付けるには、まず、駆動軸３のピン挿通孔２９にピン２７を挿通させ、この状態で第２インナーロータ１７を前記各ピン係合溝２８，２８側の側面から駆動軸３の大径部３ｂの他端部に嵌挿し、前記各ピン係合溝２８，２８とピン２７とを係合させることにより、第２インナーロータ１７が駆動軸３に係止固定されることとなる。

よって、この実施の形態によれば、前記駆動軸３に対する第２インナーロータ１７の固定手段を単なるピン２７による係止固定としたために、圧入作業のような手間のかかる固定作業を行う必要がないことから、組立作業性を向上させることができると共に、前記圧入作業のための生産設備も省略することができるため、ポンプの製造コストの低廉化が図れる。

図１６及び図１７は、本発明の第３の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における前記第２インナーロータ１７の固定手段を変更したものであって、該第２インナーロータ１７を前記第１インナーロータ１４と同様の手段によって係止固定したものである。

すなわち、前記駆動軸３は、前記カバー部材２の軸受孔２ａに軸受される部位を含めてそれよりも他端側となる軸方向他端部に、前記一端部と同様の小径部３ａが形成されると共に、残余の大径部３ｂの他端部にも、前記一端部と同様の非円形部２１が形成されている。

一方、前記第２インナーロータ１７は、挿通孔１７ｂを含めて前記第１インナーロータ１４と全く同じ形状に形成されており、前記駆動軸３において、前記他端側の非円形部２１の各平面部２１ａ，２１ａを一端側の非円形部２１の平面部２１ａ，２１ａに対して回転方向へ４５°ずらした角度位置に形成することにより、前述のような両ポンプ要素５，６間の回転位相差をつくり出している。

また、前記ポンプボディ１及びカバー部材２の各軸受孔１ａ，２ａの内端縁には、図１７に示すように、円周方向に沿ってテーパ状の面取り部１ｃ，２ｃが形成されている。これによって、駆動軸３にスラスト方向の荷重が作用した場合に、前記各小径部３ａ，３ａと大径部３ｂのそれぞれの境界において加工上形成を余儀なくされる円弧状角部３ｃ，３ｃと、駆動軸３の大径部３ｂの各端面がポンプボディ１の内底面あるいはカバー部材２の内側面と、の干渉が防止されている。

したがって、この実施の形態によれば、前記第１、第２インナーロータ１４，１７を共に駆動軸３に対して係止固定したため、前記第１の実施の形態のように圧入作業を行う必要がないのは勿論のこと、前記第２の実施の形態のように駆動軸３と第２インナーロータ１７を結合させる際にピンなどの余計な部品を設ける必要もないため、さらなる製造コストの低廉化及び組立作業性の向上が図れる。

本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記各ポンプ要素５，６の歯数について、ポンプの仕様及び用途に応じてそれぞれ自由に変更することができる。

特に、前記第１、第２の各実施の形態においては、前記外接ギヤ４が前記第２インナーロータ１７側に固定され、外部から作用するスラスト方向の荷重を第２インナーロータ１７によって受け止める構造となっているために、該第２インナーロータ１７の固定手段として軸方向の移動を確実に規制し得る圧入あるいはピンによる係止固定を採用したものであり、前記スラスト方向の荷重が作用する方向に応じて第１インナーロータ１４と第２インナーロータ１７の固定手段を相互に入れ換えることができる。

一方、前記第３の実施の形態においては、例えば外接ギヤ４を平歯車とする場合など、該外接ギヤ４から入力されるスラスト方向の荷重が小さい場合や、外接ギヤ４自体の側面など、各インナーロータ１４，１７以外の部位で前記スラスト荷重が受けられる場合に有効である。

また、前記駆動軸３の非円形部２１は、前記各実施の形態のようないわゆる二面幅に限定されるものではなく、たとえば一つの平面部を有する横断面Ｄ字形状に形成することも可能であり、円形部２２よりも径方向内側へ凹状となる部位を有し、第１インナーロータ１４が一端側から嵌合可能な形状であればよい。

また、前記外接ギヤ４は、例えばチェーン駆動用のスプロケットやベルト駆動用のプーリーを用いることも可能であり、該外接ギヤ４と駆動軸３との固定は、圧入固定又は該圧入固定の際にキーを用いて係止固定することも可能であると共にボルトによって締結されてもよい。

図３のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＷ部の拡大図である。 本発明に係る第１の実施の形態を示し、タンデム型トロコイドポンプの取付状態における縦断面図である。 本発明に係るポンプボディを示し、（ａ）は図４（ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は開口側正面図、（ｃ）は図２（ｂ）のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明に係るポンプボディの底壁を示す図１のＶ方向からみた矢視図である。 本発明に係るタンデム型トロコイドポンプとエンジンとの駆動力の伝達関係を示し、タンデム型トロコイドポンプの取付状態における正面図である。 本発明に係る第１ポンプ要素を示し、図３のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係る第２ポンプ要素を示し、図３のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明に係る第１ポンプ要素と第２ポンプ要素との回転位相差を示す正面図である。 本発明に係る第１ポンプ要素と第２ポンプ要素との各インナーロータの回転角度における脈圧を示すグラフである。 本発明に係る仕切部材を示す正面図である。 本発明に係る仕切部材を示し、図１１のＺ方向からみた矢視図である。 本発明に係るタンデム型トロコイドポンプの組み付け手順を説明する図であって、タンデム型トロコイドポンプの縦断面図である。 図１３において、第１インナーロータの組み付け面を誤ってポンプを組み立てた場合を示すタンデム型トロコイドポンプの縦断面図である。 本発明に係る第２の実施の形態を示し、タンデム型トロコイドポンプの取付状態における縦断面図である。 本発明に係る第３の実施の形態を示し、タンデム型トロコイドポンプの取付状態における縦断面図である。 図１６のＹ部の拡大図である。

符号の説明

１…ポンプボディ
２…カバー部材
３…駆動軸
５…第１ポンプ要素
６…第２ポンプ要素
７…仕切部材
１１…ロータ収容室
１４…第１インナーロータ（インナーロータ）
１４ｂ…挿通孔
１５…第１アウターロータ（アウターロータ）
１７…第２インナーロータ（インナーロータ）
１８…第２アウターロータ（アウターロータ）
２１…非円形部
２２…円形部
２３…段差部
２４…第１嵌合部
２５…第２嵌合部
２６…段差面

Claims (5)

1. 内部にロータ収容室を有するポンプボディと、
   外周側に複数の外歯を有するインナーロータと内周側に前記各外歯に噛合する内歯を有するアウターロータを備え、それぞれ前記ロータ収容室内に軸方向へ沿って直列に収容配置された第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素と、
   該第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素の軸方向間を仕切る仕切部材と、
   前記ロータ収容室を閉塞すると共に、前記第２ポンプ要素の一側面に摺接するカバー部材と、
   前記第１、第２ポンプ要素の前記両インナーロータに貫通形成された挿通孔に挿通結合され、前記第１ポンプ要素及び第２ポンプ要素をそれぞれ回転駆動する駆動軸と、を備え、
   前記駆動軸は、一端部に形成されて、前記ポンプボディに回転自在に支持された小径部と、該小径部の端縁から段差状に拡径され、前記カバー部材に回転自在に支持された大径部と、を有し、
   前記大径部は、前記仕切部材に貫通形成された挿通孔に若干の隙間を介して嵌挿されていると共に、一端縁から他端側に向かって軸方向の所定範囲の外周面に形成された凹状の非円形部と、該非円形部よりも他端側に形成された円形部と、該円形部と前記非円形部との間に形成された段差部と、を有し、
   前記各インナーロータのうち、少なくとも一方のインナーロータは、前記挿通孔の軸方向一端側に形成されて前記駆動軸の非円形部に嵌合する第１嵌合部と、該第１嵌合部に隣接して形成されて、前記駆動軸に対して前記非円形部側から前記円形部に嵌合する第２嵌合部と、該第２嵌合部と前記第１嵌合部との間に形成されて、前記駆動軸への嵌挿時に前記段差部に対向する段差面と、を有することを特徴とするタンデム型トロコイドポンプ。
2. 前記駆動軸の段差部と前記インナーロータの段差面との間には軸方向隙間が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のタンデム型トロコイドポンプ。
3. 前記他方のインナーロータの挿通孔は、軸方向他端部まで延設された前記円形部に対して前記非円形部側から嵌挿可能な横断面円形状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のタンデム型トロコイドポンプ。
4. 前記段差部は、前記非円形部側から前記円形部側へ向かって上り傾斜するテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載のタンデム型トロコイドポンプ。
5. 前記請求項１に記載のタンデム型オイルポンプを組み立てる組立方法であって、
   前記ポンプボディのロータ収容室内に、前記第１ポンプ要素を前記第１嵌合部側から収容配置する第１工程と、
   前記第２ポンプ要素を、前記駆動軸の軸方向一端側から他端側へ嵌挿すると共に、前記非円形部を基準として所定の角度位置に固定する第２工程と、
   前記第１工程の後又は前記第２工程の後に、前記仕切部材を前記ロータ収容室内に嵌着させる第３工程と、
   軸方向他端側に前記第２ポンプ要素が固定された前記駆動軸の軸方向一端側を、前記仕切部材を介して前記第１ポンプ要素のインナーロータの挿通孔に挿入すると共に前記駆動軸の非円形部を前記第１ポンプ要素のインナーロータの第１嵌合部に嵌合させることにより、該駆動軸と共に前記第２ポンプ要素を前記ロータ収容室内に収容する第４工程と、
   前記第２ポンプ要素が前記ロータ収容室の開口部外側へ突出していないことを確認した後、前記ポンプボディと前記カバー部材とを結合し、該カバー部材によって前記ロータ収容室を閉塞する第５工程と、
   を有することを特徴とするタンデム型トロコイドポンプの組立方法。

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